LiDAR 101
Gisica Oy tarjoaa asiakkaalleen laajan valikoiman kuva- ja LiDAR-käsittelypalveluja. Niille meistä, jotka eivät tunne LiDAR-teknologiaa kovinkaan hyvin, tämän artikkelin tarkoituksena on antaa peruskurssi LiDAR:sta ja sen eri käyttökohteista. Tätä varten olemme kirjoittaneet yksinkertaisen selityksen siitä, mistä LiDAR:sta on oikein kyse. Olemme myös keränneet listan eri aloista, jotka käyttävät LiDAR-teknologiaa ja lyhyitä esimerkkejä siitä, miten he hyötyvät teknologiasta.
MITÄ ON LiDAR?
LiDAR on menetelmä, jota käytetään etäisyyksien mittaamiseen laservalon avulla. Alun perin termi LiDAR tuli sanojen "valo" ja "tutka" yhdistelmästä. Kohde valaistaan laservalolla ja aika, joka kuluu laservalon heijastumiseen kohteen pinnalta takaisin anturiin, antaa meille kohteen tarkat sijaintitiedot. Laserin paluuaikaa ja aallonpituuksia voidaan käyttää identtisen 3D-mallin luomiseen kyseessä olevasta kohteesta. Tätä tietoa voidaan hyödyntää edelleen maanpäällisissä, ilmassa olevissa tai jopa mobiilisissa sovelluksissa.
Hughes Aircraft Company rakensi ensimmäisen LiDAR-prototyypin vuonna 1961. Yhtiö oli luonut ensimmäisen laserinsa jo vuotta aiemmin. Ensimmäistä LiDAR-sovellusta käytettiin meteorologiassa pilvien ja saasteiden mittaamiseen. Kesti kuitenkin yli 10 vuotta ennen kuin LiDAR:ia käytettiin nykyaikaisessa muodossa ja lopulta LiDAR tuli tunnetuksi myös valtavirralle. Vuonna 1971 Apollo 15 -lennon aikana astronautit käyttivät LiDAR:ia kuun pinnan kartoittamiseen.
Kun LiDAR-teknologian käyttö on laajentunut ja tekniikka kehittynyt, termin "LiDAR" merkitys on hieman muuttunut. Nykyään LiDAR tarkoittaa laserkuvausta, havaitsemista ja kantamaa.
MIHIN LiDAR-TEKNOLOGIAA KÄYTETÄÄN?
Kuun pinnan onnistuneen kartoituksen jälkeen LiDAR-tekniikalle on ollut lukemattomia erilaisia käyttötarkoituksia. Teknologia kehittyy edelleen ja kaikkia käyttökohteita LiDAR-teknologialle ei vielä ole löydetty. Tähän artikkeliin olemme valinneet muutamia teollisuuden aloja, jotka ovat hyötyneet LiDAR:sta.
KARTOGRAFIA
LiDAR:ia käytetään yleisesti korkeatarkkuuskarttojen luomiseen. Tätä ominaisuutta käytetään eri aloilla, kuten muun muuassa kartoituksessa, geodesiassa, geomatiikassa, arkeologiassa sekä metsätaloudessa. LiDAR-tekniikka tarjoaa loistavan yleiskuvan kartoitettavasta alueesta ja ominaisuuksista, jotka olisivat muuten saatettu jättää huomiotta.
MAA- JA METSÄTALOUS
Maa- ja metsätaloudessa LiDAR:ia käytetään tietyn alueen 3D-korkeuskarttojen luomiseen. LiDAR-teknologiaa voidaan käyttää tunnistamaan alueita, jotka tarvitsevat enemmän lannoitteita tai vettä. Metsätaloudessa LiDAR:ia käytetään tunnistamaan puita, joissa on katkennut kärki tai jotka on poistettava turvallisuusriskien vuoksi.
Nämä käyttötarkoitukset säästävät työvoimakustannuksia, aikaa ja rahaa. LiDAR-teknologiaa pidetään myös turvallisempana vaihtoehtona. Esimerkiksi myrskyn jälkeen on turvallisempaa käyttää dronea keräämään aineistoa kuin lähettää ihmisiä kartoittamaan metsävahinkoa. On olemassa vaara, että epävakaa puu voi yhtäkkiä kaatua ja osua johonkuhun.
ARKEOLOGIA JA RAKENTAMINEN
Arkeologiassa LiDAR-tekniikkaa käytetään kenttäkampanjoiden suunnitteluun, kartoitetaan ominaisuuksia metsän latvusten alta ja annetaan yleiskatsaus laajoista, jatkuvista ominaisuuksista, joita ei voi erottaa maanpinnalta käsin. Arkeologit voivat myös käyttää LiDARia korkean resoluution digitaalisen korkeusmallin (DEM) luomiseen, joka paljastaa kasvillisuuden usein piilottaman mikrotopografian. LiDAR:n ansiosta on löydetty roomalaisia teitä, linnoituksia ja rauta-aikaisia sulkuja sekä vielä uudempaa historiaa, kuten unohdettuja kaivantoja ja sotavankileirejä.
Rakennusalalla LiDAR:lla on ollut suuri rooli. Jyrkät kustannukset ja minimaaliset toleranssit ovat alan yleisimpiä piirteitä. LiDAR:n käyttö on vähentänyt kustannuksia, sillä LiDAR mahdollistaa olemassa olevien tilojen tarkkojen 3D-mallien luomisen. Se helpottaa myös tarkan laadunvarmistuksen suorittamista ja virheiden havaitsemista hyvin varhaisessa vaiheessa.
SAASTEIDEN MALLINTAMINEN
LiDAR:n ensimmäinen sovellus oli käyttää sitä pilvien ja saasteiden mittavälineenä. LiDAR-teknologiaa voidaan käyttää hiilidioksidin, rikkidioksidin ja metaanin havaitsemiseen, koska LiDAR-sensoreiden käyttämä aallonpituus on erittäin lyhyt. Se voi toimia ultraviolettivalolla, näkyvällä alueella tai lähellä infrapunaa.
LiDAR:lla kerättyjen tietojen avulla voidaan luoda saasteiden tiheyskartta tietyltä alueelta. Tämä kartta voi auttaa päättäjiä tekemään parempia suunnitelmia ja luomaan esimerkiksi terveempiä kaupunkeja.
HYDROGRAFINEN TUTKIMUS
Hydrografinen tutkimus tarkoittaa merenkulun navigointiin, meren rakentamiseen, ruoppaukseen sekä öljynetsintään ja poraukseen vaikuttavien ominaisuuksien mittaustiedettä. Näissä toiminnoissa on tärkeää tietää rannikon ja matalien vesien tarkka sijainti. Näiden mittaamiseen käytettävää tekniikkaa kutsutaan Batymetriseksi LiDAR-teknologiaksi.
Merenpohjan kartoitus toimii siten, että LiDAR:n vihreä valo tunkeutuu veteen. Näistä tiedoista voidaan luoda tarkka 3D-malli vedenalaisesta maastosta. Esimerkiksi joesta kerätty vedenalainen tieto mahdollistaa veden syvyyden, leveyden ja virtauksen ymmärtämisen. Näitä tietoja käytetään tulvien seurantaan.
ITSEOHJAUTUVAT AUTOT
LiDAR on itseohjautuvien autojen silmä. LiDAR:ia käytetään luomaan tarkka 3D-malli ympäröivästä alueesta mittaamalla valon nopeus ja sen kattama etäisyys. 3D-malli tarkkailee muiden ajoneuvojen ja ympäristön etäisyyttä. Tällä tiedolla autonomisen ajoneuvon komentojärjestelmä voi ottaa jarrut haltuunsa, hidastaa, pysäyttää ajoneuvon ja antaa autolle luvan kiihdyttää, kun tie on selvä.
AVARUUSMATKAT
Koska LiDAR-teknologiaa hyödynnettiin avaruusmatkalla jo vuonna 1971, avaruusjärjestöt käyttävät LiDAR:ia edelleen erilaisiin tehtäviin. Esimerkiksi NASA käyttää LiDAR:ia avainteknologianaan. He käyttävät LiDAR-teknologiaa, kun tarkoituksena on saada ajoneuvot ja robotiikka laskeutumaan turvallisesti kuun pinnalle.
LiDAR LÄHITULEVAISUUDESSA
Nyt kun tiedämme LiDAR:n perusteet ja miten sitä käytetään, saatat miettiä, mitä LiDAR-teknologialle tapahtuu lähitulevaisuudessa.
Koska LiDAR on uskomattoman tarkka ja pistepilvistä kerätyistä yksityiskohdista on tullut olennainen osa monia sovelluksia, on turvallista olettaa, että LiDAR on täällä jäädäkseen.
Koska LiDAR-tiedolla voi olla useita käyttötarkoituksia eri toimialoilla, se tekee siitä uskomattoman kustannustehokkaan tavan tarjota erittäin tarkkaa raakadataa. Kun LiDAR-teknologia tuli kaupallisesti saataville 1990-luvulla, sitä pidettiin kalliina ja hankalana. Viime vuosina LiDAR-teknologiasta on tullut tärkeä työkalu kulujen leikkaamiseen. LiDAR-anturit ovat entistä edullisempia kysynnän kasvaessa.
LiDAR:n on ennustettu yleistyvän lähivuosina. Ennusteen mukaan LiDAR-teknologia tulee yleistymään ja sitä tullaan käyttämään yhtä paljon kuin muitakin maantieteellisiä tietojärjestelmiä, kuten kartoitusta ja ilmakuvausta.
LiDAR:n uskomaton tarkkuus ja yksityiskohdat tekevät siitä olennaisen osan monia sovelluksia, jotka auttavat paikallisia viranomaisia ja muita maankäyttöorganisaatioita. Yhdellä LiDAR-tiedostolla voi olla useita eri käyttötarkoituksia ja sitä voidaan käyttää esimerkiksi tulvakartoituksessa, kaupunkimallinnuksessa, uusiutuvassa energiassa, rakentamisessa, infrastruktuurisuunnittelussa sekä arkeologiassa. Nämä useat eri käyttökohteet tekevät LiDAR:sta uskomattoman kustannustehokkaan.
Kun teknologia halpeni, LiDAR-sovellusten määrä on nopeasti laajentunut. LiDAR:n käyttö useissa organisaatioissa, myös paikallishallinnon virastoissa, kasvaa nopeasti. Kasvua vauhdittaa lisääntynyt tietoisuus LiDAR:n mahdollisista hyödyistä. Lopulta LiDAR-teknologiasta tulee yhtä laajasti käytettyä kuten kartoituksesta ja ilmakuvauksesta. LiDAR on kehittyvä teknologia. Pysy kuulolla, sillä lisää LiDAR-uutisia on tiedossa.
<i class="fab fa-facebook" aria-hidden="true"></i>
Jaa Facebookissa
Facebook
<i class="fab fa-twitter" aria-hidden="true"></i>
Jaa Twitterissä
Twitter
<i class="fab fa-linkedin" aria-hidden="true"></i>
Jaa Linkedinissä
Linkedin
Ota yhteyttä
Suomi
Osoite: Aittatie 3, 96100 Rovaniemi
Saatavilla verkossa: englanti, suomi
Sähköposti: info@gisica.com
Tunisia
Osoite: 3 Rue Militant Ali Chehimi, 2050 Hammam-Lif
Saatavilla klo 9.00-15.00 (paikallista aikaa): arabia, ranska, englanti
Sähköposti: info@gisica.com